Двигатели внутреннего сгорания

Лекция 1. Введение

Агрегат – соединение нескольких разнотипных машин, устройств или аппаратов в одно целое для работы в комплексе. В соответствии с определением практически все машины, которые мы видим можно назвать агрегатами, поскольку они собраны из различных механизмов и систем. В тоже время каждая из этих машин имеет свое определенное имя (название) Отсюда вытекает, что выше сказанное определение что такое агрегат является абстрактным. Поэтому для того чтобы иметь реальное определение того или иного агрегата необходимо знать какую работу выполняет данный агрегат. Так если мы говорим «Сварочный агрегат» или «Ковочный агрегат» Однако это позволяет классифицировать все агрегаты по двум основным признакам: - по технологическому; - энергетическому.

Силовой агрегат – в общем случае представляет собой единый жесткий узел различных механизмов, выполняющего преобразование одного вида энергии в другой. Так основное назначение силовых агрегатов транспортно-технологических машин и комплексов – это преобразование тепловой энергии, полученной от сжигания топлива в механическую работу, затрачиваемую на передвижение автомобиля. Обычно силовой агрегат формируется вокруг основного механизма. В автомобильном транспорте таким механизмом является двигатель, который в сборе с другими механизмами (сцеплением, коробкой передач, главной передачей, дифференциалом) образует силовой агрегат.

В автомобильном транспорте распространены две конфигурации силовых агрегатов:

1-я схема – силовой агрегат, представляющий собой единую жесткую сборку двигателя, сцепления и коробки передач, которая чаще всего применяется в заднеприводных автомобилях с передним расположением силового агрегата. Такая компоновка силового агрегата ВАЗ-2105 представлена на рис.1

На этой схеме силовой агрегат (двигатель, сцепление, коробка передач) расположен вдоль главной оси автомобиля.

2-я схема - силовой агрегат, представляющий собой единую жесткую сборку двигателя, сцепления и коробки передач, главной передачи и дифференциала, которая чаще всего применяется в переднеприводных автомобилях с передним поперечным расположением силового агрегата. Такая компоновка силового агрегата ВАЗ-2108 представлена на рис.2

Назначение составных частей силового агрегата:

Двигатель- преобразует тепловую энергию, выделяющуюся в процессе сгорания топлива в цилиндрах, в механическую работу, а крутящий момент, создаваемый с помощью кривошипно-шатунного механизма, используется для передвижения автомобиля.

Сцепление – механизм кратковременного и плавного разъединения или соединения двигателя с коробкой передач.

Коробка передач – это механизм, который преобразует крутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление, по величине и направлению, позволяет автомобилю двигаться вперед или назад, а также отключать двигатель от ведущих мостов на длительное время.

Двигатели внутреннего сгорания

Развитие автомобильного транспорта невозможно без постоянного совершенствования силовой установки автомобиля – двигателя. Двигатель - это агрегат, преобразующий тепловую энергию, получающуюся при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую, а создаваемый с помощью кривошипно-шатунного механизма крутящий момент используется для перемещения автомобиля. На современных автомобилях преимущественное распространение получили двигатели внутреннегосгорания (ДВС), которые являются практически единственным источником энергии в автомобилях, и основными потребителями вырабатываемого топлива. Они потребляют 90% бензина, 88% дизельного топлива, 84% моторных масел.

На автомобильном транспорте применяются карбюраторные и дизельные двигатели, а также бензиновые двигатели с впрыском топлива и принудительным воспламенением рабочей смеси.

Достоинствами карбюраторных двигателей являются: небольшие габаритные размеры и масса; легкий пуск, особенно при низких температурах окружающей среды; низкий уровень шума; простота и низкая себестоимость топливной аппаратуры; более простые регулировки и техническое обслуживание. Однако карбюраторные двигатели имеют ряд недостатков, к которым относятся: низкая экономичность; значительное загрязнение окружающей среды; высокие требования к качеству топлива; низкие динамические характеристики при переменных режимах работы; зависимость работы системы питания от положения двигателя и автомобили; высокая пожароопасность.

По сравнению с карбюраторными двигателями дизели обладают значительно более высокой экономичностью, могут работать (кратковременно) на нестандартных топливах, имеют высокие динамические характеристики. В дизелях допускается форсирование мощности путем наддува. Основные недостатки дизелей: большие габаритные размеры и масса; сложная и дорогая топливная аппаратура; высокий уровень шума.

Бензиновые двигатели с впрыском топлива и принудительным воспламенением рабочей смеси в зависимости от организации процесса смесеобразования и их конструктивных особенностей могут сочетать в себе положительные свойства и карбюраторных двигателей и дизелей.

В настоящее время основными задачами в области развития и совершенствования автомобильных двигателей являются: расширение использования дизелей, снижения топливной экономичности и удельной массы двигателей, стоимости их производства и эксплуатации. На принципиально новый уровень ставится борьба с токсичными выбросами двигателей в атмосферу, а также задачи по снижению шума и вибрации в процессе их эксплуатации.